Способ динамического выравнивания токов параллельно включенных биполярных транзисторов

ПИСАНИ Т И АВТО г сиг ще ще ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР МУ СВИДЕТЕЛЪСТВ(54) СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОГО ВЫРАВНИВАНИЯ ТОКОВ ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛК 3- ЧЕННЫХ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти применение в регуляторах электрической мощности,Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке преобразовательных комплексов большой мощности,Целью изобретения является повышение надежности путем динамического выравнивания токов параллельно включенных биполярных транзисторов при их включении и выключении.На чертеже приведен пример схемы устройства, реализующего данный способ,Способ динамйческого выравнивания токов параллельно включенных биполярных транзисторов, последовательно с каждым из которых включен токоограничивающий элемент, состоит в том, что попарно определяют знак разности потенциалов между точками соединения силового вывода каждого из биполярных транзисторов и токоограничивающего элемента и подают запирающий(51)5 0 05 Е 1/56, 1/5 Целью изобретения является динамическое выравнивание токов параллельно включенных биполярных транзисторов при их включении и выключении. Последовательно с каждым из параллельно включенных биполярных транзисторов включен токоограничивающий элемент. На интервалах включения - выключения измеряют разность потенциалов между точками соединения каждого из биполярных транзисторов с соответствующим токоограничивающим элементом. В зависимости от знака полученной разности при включении подают запирающий сигнал на коллекторный переход опережающего биполярного транзистора. При выключении запирающий сигнал подают на коллекторные переходы отстающих биполярных транзисторов. 1 ил,нал на коллекторный переход опережаюго транзистОра при включении и отстаюго транзистора при выключении.Устройство для реализации способа выравнивания токов параллельно включенных биполярных транзисторов содержит и параллельно включенных биполярных транзисторов 11 - 1 п, блок 2 подключения нагрузки с двумя выводами 3, 4, цепь управления с двумя выводами 5, 6, и токоограничивающих элементов, например дросселей или резисторов, 71 - 7 л, блок подключения первого источника 8 питания постоянного тока с двумя клеммами 9, 10, и базовых резисторов 111 - 11 П, и развязывающих диодов 121 - 12 и управляемых ключевых элементов 131 - 13 (например, на транзисторе 14 с базовым резистором 15 и резистором 16 смещения), каждый из которых имеет два выходных вывода 17. 18 и один входной вывод 19, и (и - 1)-вхо 161 т 1 009довых логических элементов ИЛИ 201- 20 п, блок подключения второго источника 21 пи тания постоянного тока с двумя клеммами 22, 23, и ограничительных резис 1 ров 241 -п(п - 1 Ъ24 п и трансформаторов, каждый из которых имеет одну первичную обмотку 25 и две вторичные обмотки 26 и 27 соответственно, причем эмиттеры транзисторов 11 - 1 п подключены к одному выводу 3 блока 2 подключения нагрузки 2 и одному входу 6 цепи .управления, а коллектор каждого силового транзистора 11 - 1 п через соответствуюв;ий токоограничивающий элемент 71 - 7 подключен к одной клемме 9 блока подключения первого источника 8 питания постоянного тока, вторая клемма 10 которого соединена с другим выводом 4 блока 2 подключения нагрузки, база каждого транзистора через базовый резистор 111 - 11 соединена с другим входом 5 цепи управле- ,ния, параллельно эмиттерному переходу транзистора 14 ключевых элементов 131 - 13 п включен резистор 16 смещения, а база через базовый резистор 15 соединена с входным выводом 19, один выход каждого КЛЮЧЕВОГО ЭЛЕМЕНта 131 - 13 п ПадКЛЮЧЕН К ,первому выводу соответствующего развязывающего диода 121 - 12 п, а второй выход ,ключевых элементов 131 - 13 п соединен с коллектором соответствующего биполярного транзистора 11 - 1 п, входной вывод 19 каждого из которых соединен с выходом соответствующего (и)-входового логического элемента ИЛИ 201 - 20 п, первичные обмотки трансформаторов 251. - 25 пй2 включены между коллекторами каждых двух из биполярных транзисторов 11- 1 п, а каждая из вторичных обмоток 261 - 26 и п - 1),2 271 - 27 вт в х- между одним иа входов одного иэ логических элементов ИЛИ 201 - 20 п и вторым выходом соответствующего ему управляемого ключевого элемента 131 - 13 п, причем начало первичной обмотки 251 - 25 в те - 1 т соответственно хаждого транс 2форматора соединено с началом первой вторичной обмотки 261 - 26 "(" " этого2трансформатора, а конец первичной обмотки 251 - 25 Яп 1 ) - с концом второй2вторичной обмотки 271 - 27 и ь, одна2клемма 22 блока подключения второго источника 21 питания подключена к второму выводу каждого из развязывающих диодов 121 12 п, а другая клемма 23 через каждый 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ограничительньй резистор 241 24 п к базе каждого биполярного транзистора 11. 1 п,Устройство для реализации способа динамического выравнилания токов параллельно включенных биполярных транзисторов работает следующим образом,В исходном состоянии, т.е. при подключенных источниках 8 и 21 питания к блокам,ключевые элементы 131 - 13 п и биполярные транзисторы 11- 1 п находятся в закрытом состоянии,При поступлении отпирающего управляющего импульса на эмиттерные переходы биполярные транзисторы 11 - 1 п открываются, и если насыщение транзисторов проходит одинаково, увеличение их коллекторных токов происходит равномерно. Если же насыщение транзисторов в процессе включения проходит неодинаково, например транзистор 11 открывается быстрее, чем транзисторы 12 - 1, то потенциал его коллектора сгановится ниже, чем потенциал коллекторов транзисторов 12 - 1 т и при этом по первичным обмот кам 251, 25 п трансформаторов начинает протекать ток, а напряжение, наводимое во вторичных обмотках 261 26 и ( -) 271 . 27 и пчерез2 2(и)-входовые логические элементы ИЛИ 201 - 20 п поступает на входы 191 - 19 п управления ключевых элементов 131 - 13,. В данном случае открьчвается ключевой элемент 131 и по цепи клемма 22 блока подключения источника 21 питания развязывающий диод 121 - ключевой элемент 131- коллекторный переход транзистора 11 - ограничительный резистор 241 - клемма 23 источника 21 питания протекает ток, который призакрывает биполярный транзистор 11, напряжение на его коллекторе повышается, а коллекторные токи транзисторов 11 - 1, выравниваются. Если после этого разбаланс токов повторяется, то аналогично происходит ограничение коллекторного тока в любом из транзисторов, включение которого происходит быстрее, чем у остальных, Процесс выравнивания коллекторных токов при включении длится до тех пор, пока все транзисторы не войдут в режим насыщения, Выравнивание токов в статическом режиме происходит за счет деления суммарного входного тока токоограничивающими элементами 71 - 7 п,При поступлении на эмиттерные переходы транзисторов 11 - 1 п запирающего импульса управления начинается процесс их выключения, Так как частотные свойства транзисторов различны. то первым в активную область входит самый быстродействующий транзистор, например 12. При эгом в1614009 Составитель Ю.ОпадчийРедактор А,Маковская Техред М.Моргентал Корректор Т.Пали Заказ 3893 Тираж 653 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 тельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 зводственн момент начала спада его коллекторного тока напряжение на токоограничивающем элементе 72 меняется и по первичным обмоткам 25, 252 трансформаторов начинает протекать ток. Напряжение, наводимое на их вторичных обмотках, через (и)-входовые логические элементы ИЛИ 201, 20 л включает ключевые элементы 131, 13 и насыщенные транзисторы 1, 1 л форсированно закрываются по коллектор- ному переходу. Процесс запирания длится до тех пор, пока все транзисторы не войдут в режим отсечки. Формула изобретения Способ динамического выравниваниятоков параллельно включенных биполярныхтранзисторов, последовательно с каждым из которых включен токоограничивающий элемент, состоящий в том, что на их эмиттерный переход подают импульсы управления соответствующей полярности для включе ния и выключения транзисторов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем динамического выравнивания токов параллельно включенных биполярных транзисторов при их включении и 10 выключении, определяют знак разности потенциалов между точками соединения выводов указанных транзисторов с их токоограничивающим элементом и в соответствии со знаком полученной разности 15 потенциалов подают запирающий сигнална коллекторный переход опережающего транзистора при включении транзисторов и отстающего при их выключении.